深部破碎软岩巷道超前控顶加固及控制爆破技术

随着矿山开采深度逐渐增加,深部破碎围岩工程地质条件转为复杂多变,极大程度上影响巷道等工程施工过程及后续使用安全;为确保深部破碎软岩巷道施工过程中安全及质量,提出了软岩巷道超前控顶加固及控制爆破技术。针对钟九铁矿-550 m水平6号交岔点岩体裂隙极为发育、稳定性差等特点,拟采用超前控顶措施加固顶板围岩,提高深部破碎软岩巷道的承载力。为便于6号交岔点掘进施工,沿6号交岔点东北侧方向划分17个掘进区,并采用“四步”台阶法分段施工。针对同段起爆数码电子雷管,起爆器系统可随机设置单发雷管起爆间隔时间为3~5 ms,实现同段炮孔单孔单响,降低爆破振动对6号交岔点影响。根据不同掘进区总体岩性情况,优化支护方式(管棚支护、W型钢带及锚索支护等联合支护方式等),确保6号交岔点后续使用期安全。试验结果表明:采用超前控顶加固、控制分区爆破技术,降低破碎软岩巷道顶板偏帮、下沉,保证6号交岔点断面成型效果,削减其支护、后期维护等综合成本达8.7%,该技术可为类似巷道施工提供一定指导建议。

深部软岩硐室群施工相互影响及变形破坏分析

地下矿山溜破系统服务年限长,其涉及卸载、破碎等多个大断面硐室。为解决硐室群施工过程中由于相互影响导致围岩变形破坏特征复杂的问题,以钟九铁矿-550~-590 m水平溜破系统硐室群为工程背景,基于弹塑性理论获取硐室围岩塑性区范围,并构建矿石和废石卸载硐室、下部溜井、破碎硐室和储矿仓8个大断面硐室数值模型,分析单硐室施工和硐室群顺序施工过程中的围岩应力和变形时空分布特征,开展硐室群施工相互影响研究,并据此提出了变形控制方案。结果表明:随着溜破系统硐室群的顺序施工,废石破碎硐室、卸载硐室、储矿仓帮部最大变形呈线性增大趋势,帮部塑性区呈先增加后基本不变的趋势;已建设完成的硐室群会使后续施工硐室区域岩体质量变差,相比于施工单硐室,顺序施工至废石卸载硐室和废石储矿仓,其帮部变形分别增加了21.7%和53.4%,塑性区范围分别增加了32%和92%。研究成果可为钟九铁矿后续硐室施工和支护设计提供指导,对于类似矿山硐室群施工相互影响研究也有一定的参考意义。

某铁矿强泥化强富水巷道突水治理技术研究

某铁矿在井下巷道开拓过程中遇强泥化、强富水地层时发生片帮塌方,进而导致突水突泥。抢险治理时,挡水墙施工困难,且传统注浆技术对细小裂隙充填效果差,容易引发二次突水。为解决以上问题,采用一种挡泥墙控泥、挡水墙控水的双挡墙结构体,并结合化学浆充填细微裂隙、超前管棚预支护的综合治理技术进行治理。通过双挡墙封堵,置换巷道开挖轮廓线外部泥化闪长岩,采用化学注浆材料充填细小裂隙,采用超前管棚对破碎软弱的泥化闪长岩进行预支护,以及在接下来掘进施工时采用短掘短支等一系列措施,保障了巷道的安全通过。通过实践验证,该技术不仅能在抢险施工中有效预防二次灾害发生,还能运用于各类软弱岩石、泥化闪长岩细微裂隙等复杂的工程地质、水文地质条件下的围岩加固,防止片帮、冒顶及突水,极具推广价值。

破碎岩层硐室连接处帷幕注浆——长锚索联合支护技术

钟九铁矿矿区水文地质条件复杂,矿床顶、底板岩性以姑山组和周冲村组为主,矿区围岩主要为Ⅳ类基岩,岩体完整性较差。该矿工程副井施工井下开拓工程中,-550 m水平水泵房硐室断面跨度大且围岩破碎,加之周边水仓爆破扰动,导致-550 m水平中央变电所与水泵房硐室连接处顶板围岩出现不同程度的开裂、变形、沉降,甚至有冒落风险。对此,融合帷幕注浆与锚索支护技术优势,提出了帷幕注浆—长锚索联合支护与加固技术,并对具体的施工技术方案进行了设计。该技术基本思路是充分利用注浆帷幕将破碎顶板胶结成一个整体,然后采用长锚索将连接处顶板固定到稳定岩层上,最后通过扩刷方式完成中央变电所与水泵房的连接。根据上述技术思路,详细讨论了不同位置的帷幕注浆与长锚索支护的关键技术参数设计,并通过数值模拟耦合分析方法,对帷幕注浆与长锚索支护效果进行了详细分析。研究表明:通过进行帷幕注浆施工,能够在连接处顶板及两帮围岩形成加固帷幕,大幅改善连接处的围岩性质,通过进一步施工长锚索支护,围岩变形和破坏可得到有效控制。所提出的联合支护技术方案及相关技术参数设计,对于类似矿山井下围岩稳定性控制有一定的参考价值。

疏干孔在白象山铁矿防治水技术中的应用

白象山铁矿矿区防治水思路是以疏干为主,疏干孔在白象山铁矿生产防治水中应用十分广泛。在高承压巷道突水治理中,疏干孔作为泄压孔,通过侧向泄压的方式减小工作面因水压过大带来的处理难度。在急需开采的富水性盘区,疏干孔作为截流孔,通过在来水方向施工疏干孔截断盘区来水通道,达到快速疏干的目的。疏干孔在白象山铁矿防治水工作中起到了较好的应用效果。

某铁矿采矿进路极破碎顶板注浆加固技术研究

某铁矿-390 m中段5盘区采矿进路在多中段开采影响下大面积来压,造成部分进路围岩破坏严重,对后续掘进极为不利。为此,分析了采矿进路极破碎顶板产生的原因,提出注浆加固技术,并给出了实施方案。将该技术应用到实际工程中,取得了较好的加固效果。

浅孔注浆堵水技术在白象山铁矿的应用

对裂隙水,较小的断层水,常规治水方法材料消耗大,成本高,工期长,也影响井巷施工进度。本文结合白象山铁矿巷道堵水、过断层的实践,总结了在围岩较稳定裂隙水或断层水小于40 m^3/h情况下,通过浅孔注浆堵水技术合理确定注浆段位、注浆参数,调整注浆配比和控制注浆压力等方法。该方法在白象山铁矿掘进工作面的注浆堵水中,取得了成功。

高压富水开拓巷道防治水技术与模拟分析

基于姑山铁矿复杂水文地质条件和开拓工程的施工条件,分析了基建开拓工程的突水因素,并在此基础之上制定了工作面超前探注相结合的防治水方案。利用开拓巷道水文地质模型模拟分析了工作面超前探注结合防治水方案的效果,经开拓巷道揭露表明:工作面超前探注方案封堵了巷道周边过水通道,大幅减小了巷道涌水量,有效地解决了巷道施工难题,验证了模型模拟结果的可靠性,为类似工程提供了参考依据。